超声维修基础知识讲课

1超声基础理论颜健鸿超声发展概况40年代探索阶段50年代

A型、M型超声仪70年代灰阶实时超声（B型）双功能超声仪（B型+频谱）80年代彩色多普勒超声仪（B型+彩色+频谱）90年代新技术（超声造影、谐波成像、超高频探头、三维超声等）超声在医学上的应用超声诊断：利用超声信号幅度，频率，相位和时间生物组织信息对人体进行测量，成像和诊断超声治疗：当超声能量作用于生物组织时，产生机械效应，稳热效应和空化效应，所引起的生物效应直接与超声波的声强和作用时间有关超声研究：研究超声在生物组织中的传播特性和与生物组织的相互作用机理1.医学超声工程2.超声多普勒血流检测3.非线性超声医学成像4.超声生物医学效应4超声诊断及其原理将超声检测技术应用于人体，通过测量了解生理或组织结构的数据和形态，发现疾病，作出提示的一种诊断方法。超声诊断是一种无创、无痛、方便、直观的有效检查手段，尤其是B超，应用广泛，影响很大，与X射线、CT、磁共振成像并称为4大医学影像技术。医学超声波检查的工作原理与声纳有一定的相似性，即将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面时会发生反射及折射，并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同，医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变，便可诊断所检查的器官是否有病。5超声波诊断仪的基础知识超声波是什么

频率？波长是什么？

反射源？工作模式波束聚焦分辨率波长频率波速波长（λ):同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离。频率（f)：波动过程中，任一给定点在一秒内所通过的完整波的个数。数值上与振动频率相等。波速（C）：波动在弹性介质中，单位时间内所传播的距离。关系：C=λf

或λ=C/f声波概念：声波是一种机械振动，可以通过介质进行传播。超声波：超声波质点在外力的作用下产生振动；振动频率大于20000次/秒以上所产生的波的传导称为超声波。

超过人耳听阈上限的声波，称为超声波。定义：介质在每秒钟内振动的次数为频率（f）,单位为Hz。1-30MHZ用于医学超声诊断。2-5MHz的频率用于心脏及腹部成像；7-14MHz用于小器官的成像；10-30MHZ用于皮肤，胃肠追踪及血管成像定义：指声波在传播介质中的运行速度为声速，用c表示。超声在介质中传播，其速度因介质不同而异，在固体中最快，液体中次之，气体中最慢。定义：声波在完成一次完全振动所传播的距离为波长，以λ表示。

超声在同一介质中传播时，由于声速已确定不变，频率与波长间的关系为：频率愈高则波长愈短；频率愈低则波长愈长，两者间呈反比。

c

λ=

──或c=fλ

f

波长与频率、声速的关系如下：定义：介质中的密度ρ与该介质中的声速C的乘积,以Z表示。介质有一定的声阻抗，声阻抗等于该介质密度与超声速度的乘积。意义：反映了介质中的密度与弹性。是介质传播超声波能力的重要物理量。

Z=ρ·c

单位为Kg／m2·s12什么是超声波振动产生声波频率高于2X104Hz自然界广泛存在广泛应用1830年探讨人类的听觉第一次世界大战潜艇声纳的研究13超声波是什么？*人耳可听声波频率范围

：

20Hz-20,000Hz*频率高于20000Hz的声波，称超声波14超声的物理基础超声波的性质机械波纵波频率范围20K－100MHz医用频率范围1M－30MHz在连续的弹性介质中才能传播15超声应用功率超声超声加工,超声焊接,超声清洗,超声乳化,超声治疗等等超声检测声纳,超声探伤,超声诊断等16音压声波传播方向晶片频率是什么？

周期

频率[Hz]＝1秒

1周期17周期和频率（单位）18

在超声诊断仪上使用的波长身体内部的波长λ＝Ｃ／ｆ＝１５３０m／ｆ在超声诊断仪上使用的超声频率为

２MHz～１０MHz左右(从体表处进行诊断)把身体内部的音速定为1530m/s，则

２

MHz时的波长是

０.７６５mm

３.５MHz时的波长是

０.４３７mm

１０MHz时的波长是

０.１５３mm

超声波的分辨力与穿透力频率高，分辨好，穿透差频率低，分辨低，穿透强对应的临床应用：检测浅表器官，采用高频探头检测深部脏器，采用低频探头20声速声速C由Ｃ＝√K/ρ决定

Ｃ：声速

m/s

Ｋ(orE)：体积弹性

dyne/cm2

ρ：密度

g/cm3每种物质的声速都不相同因硬度和密度的不同而不同声强的高低不会引起声速的差别21

身体组织内的声速假定身体内的声速C为1530m/s

肝脏：1550m/s脂肪：1450m/s

骨：3380m/s水(25℃)：1497m/s空气(20℃)：340m/s22

波长和频率的关系2Hz的声波

1秒钟如果音速为1m/s1m1声波的长度λ＝Ｃ／ｆ＝１m／２=０.５m23超声的物理基础声压：单位面积上介质受到的压力声强：单位时间内，通过垂直于传播方向单位面积上的超声能量超声对人体的安全阈值：10mW/cm2动态范围：DR＝20lg(Pmax/Pmin)声特性阻抗软组织的声阻抗是空气的3800倍颅骨的声阻抗是软组织的3.6倍24高频率声波的特征

声束指向性相位干涉性高衰减程度大反射/折射

近场远场DθD声源直径θ扩散角频率高，波长短，呈直线传播超声波的指向性26超声的物理基础探头/换能器发射：电能转换成声能-----

逆压电效应接收：声能转换成电能-----正压电效应探头的基本组成压电晶片吸声背块匹配层导线逆压电效应示意图+++++++++++++++++

-------------

-------------

++++++++++++++++++--+发射超声正压电效应示意图+++++++++++++++++

-------------

-------------

+++++++++++++++++正压负压接收超声29压电晶体采用有压电效应的材料某些具有极轴的单晶体石英、电气石，锂、硫酸盐、硫化镉，氧化锌等晶体电压产生形变特性1880年法国Gurie兄弟发现可逆，既用于发射又用于接收30超声的物理基础探头的晶片压电陶瓷曲面形状-----机械聚焦纵向和横向分割形成独立、绝缘的多个小晶片短轴方向的晶片并联形成阵元每个阵元产生一条扫描线逻辑电路控制各阵元按一定顺序反射和接收超声波31机械-电能电能-声能超声波所显示的信息—反射波发射波传导波反射波收集回声信息33超声的物理基础线阵探头对等间隔排列的多个阵元同时施加脉冲激励叠加声束的传播方向和探头表面垂直顺序扫描，内插补相控阵探头对等间隔排列的多个阵元施加脉冲时间不同叠加声束的传播方向按一定规律自动改变方向37超声的物理基础探头的频率和压电晶体的厚度成反比脉冲重复频率PRF振荡器-----同步触发信号发射器-----震激-----高压脉冲信号换能器-----逆压电效应-----超声脉冲脉冲宽度:1-3µs；脉冲间隔:200-900µs探头主要是处于接/收状态超声换能器材料压电陶瓷高分子复合材料陶瓷复合材料

新型高效的电容式换能器现在用于超声仪器的换能器具有频带宽、易加工机电耦合系数高,探头前端集成信号放大器等优点宽频带使临床诊断可选多种频率及谐波成像变得十分方便有效。探头阵元线阵、凸阵探头有效阵元数≥256阵元（512/1024阵元）相控阵探头有效阵元≥96阵元、128阵元图1024阵元探头随着微电子工艺的发展，超声探头的阵元（振子）数向着提高密度、减小曲率半径、二维面阵方面发展。常规探头阵元数有：80阵元，96阵元，128阵元。高密集探头阵元有：256阵元，512阵元。4维探头：128×8阵元，即1024阵元二维面阵探头已达到：60×60即3600阵元，80×80即6400阵元二维面阵探头，可在短轴方向聚焦，可改善侧向方面的分辨力多阵元探头使声束扫描线密度提高，多方向同时接收回声信号，不需要进行插补处理，图像细腻，分辨力好。41超声的物理基础超声波的传播以直线传播反射和折射声波入射到远远大于声波波长的大界面时脏器的外表面透射绕射和散射声波入射到远远小于声波波长的物体时红细胞和器官内的微小组织结构42超高密度探头标准密度（传统的）超高密度

高精确度的晶片切割技术减少了旁瓣伪像43超声本身的传播特性HighFrequencyHighAttenuationLowAttenuationLowFrequency44反射与折射

超声波在传播中经过两种声阻抗不同介质的界面时，两介质的界面大小如明显大于波长，两介质的声阻抗差又大于0.1%，人射超声波的则产生反射和折射。一部分能量由界面处返回第一介质即反射(reflection)，其方向同界面之间的夹角有关。另外一部分能量穿过界面进人第二介质即透射(transmission)，此时声束方向可能改变(即折射)其角度大小依照折射率而定:即人射角的正弦与折射角的正弦之比等于界面两侧介质的声速之比声能在界面处反射与透射的总值不变，与人射的能量相等，但是反射的多少则由界面前后介质的声阻差异而有所不同。两介质的声阻相差愈小，则界面处反射愈少，透人第二介质愈多;反之，声阻相差愈大，则界面处反射愈强，透人第二介质愈少。反射和折射产生的各层回波为人们提供了人体内部各层组织的信息，人们可以利用其进行超声诊断

45反射Reflector

AReflectorB46折射组织边界显示位置实际位置超声波的入射、反射和折射示意图大界面

折射波

入射波

反射波

48散射

成小块状的组织都会产生散射不平的组织表面也会产生散射49当介质为明显小于波长的微小粒子时，微粒吸收声能后再向各方向辐射声波成为新的声源，即散射超声波的散射

遇界面远小于波长的微小粒子，超声波将产生散射，人体内的散射源为红细胞和脏器内的细微结构。超声波的绕射

目标大小约为1～2λ或稍小，超声波将绕过该靶目标继续前进，很少发生反射。52吸收与衰减

声波在介质中传播时，声波的能量随着传播距离的增大而逐渐减小，这种现象称为衰减，衰减规律遵从指数定律声波在介质中传播时其能量衰减主要包括距离衰减和吸收衰减，前者指声波在向前传播过程中因发生扩散、反射、折射和散射等而使声能随着传播距离的增大而逐渐减弱的现象超声波吸收越少;超声的频率越高，吸收越大。各种不同的组织都有不同的声衰减特征

53散射与背向散射

当超声波束遇到大于波长的、声阻不同的组织界面时，仪器通过接收反射波来显示图像。但如果超声波束遇到远远小于声波波长且声阻不同的界面时会产生散射，其能量向各方向辐射，而其中朝向探头方向(与人射波呈180夹角)的散射波称为背向散射或后散射(backscat-ter)。散射时探头接收到的散射回声强度与人射角无明显关系，人体内构成超声散射界面的主要有红细胞和脏器内微小组织结构

54脏器的边界是不同组织的交界处脏器的边界的反射是因为有组织的差别组织成分各不相同,在组织成分不同的边界处存在声阻抗的差别声阻抗Z

Ｚ＝ρ·Ｃ

ρ：密度Ｃ：音速55

边界处的反射/透射媒介1

Z1＝C1·ρ1媒介2

Z2＝C2·ρ2Rp＝Z2－Z1Z2＋Z1Tp＝2Z2Z2＋Z1ＡＬＯＫＡ56

边界处的反射/透射媒介1

Z1＝C1·ρ1媒介2Z2＝C2·ρ2Rp＝Z2－Z1Z2＋Z1Ｚ2＜Ｚ1的时候

Ｒｐ为负数发射波反射波相位反转57散射体的反射＋散射在散射波中，把与声波的前进方向反方向上的声波称为背向散射(BackScatter)58

声波的重叠晶片1晶片2山和山,谷和谷重叠的声波越来越大59

声波的重叠晶片1晶片2山和谷重叠的声音被消除了60

相位加算声波通过重叠可以变大也可以消除可以人为地控制声波

使声波密度集中到某处

(聚焦)

或改变波束的方向

(变角)该性质:相位干涉性=相干图像形成技术61

声波扩散的方向点声源面声源

波面62超声的物理基础超声波的衰减声强随传播距离的增加而减小反射、折射和散射粘滞吸收和热传导吸收超声波的衰减和频率成反比63超声的物理基础超声系统的分辨率时间分辨率 帧频纵向/轴向/距离/深度分辨率理论：1/2波长；实际：2－3个波长横向/侧向/水平分辨率与声束轴线垂直的平面上的声束宽度厚度分辨率探头厚度方向上的声束宽度64超声的物理基础分辨率的改进提高频率改善纵向和横向分辨率缩小声束的宽度即声束的聚焦改善横向和厚度分辨率机械聚焦电子聚焦动态聚焦可变孔径技术65超声的临床应用领域适用于：软组织实质性或液性脏器不适于：含气性脏器骨骼66医学超声超声诊断利用各种组织的声学特性来区分不同部分，找出病变与正常组织的区别，达到诊断目的各种超声诊断仪器超声治疗利用超声波引起组织结构、功能和生物变化的作用超声手术刀，超声碎石，超声理疗等67为什么利用超声进行诊断超声可在人体内传播，到达人眼无法看到的人体内部超声在不同声阻抗界面产生反射形成回声，可反映人体组织结构超声可传递信息和能量超声为直线传播，指向性好超声为振动波，无电磁辐射和放射性，低功率长时间使用对人体也无害68不利因素对与骨骼和空腔衰减严重诊断结果依赖于病人的体征和医生的水平经验灰阶分辨率有限69方向性：可针对目的物发射/接收

如果超声换能器的直径明显大于超声波波长，则所发射的超声波能集中成束状向前传播，称超声场的指向性（或称束射性）。声束的中心轴线称声轴，它表示超声在声源发出后其传播的主方向。比光更容易进行单一频率的发射/接收

声束指向性易控制70超声图像显示分类A型超声：显示单超声束界面回声的幅度，用脉冲波的幅度显示回声的强弱，属一维图象。现在主要应用于颅脑和眼方面。M型超声：是一种单超声束超声心动图，显示心脏各层次的运动回声曲线是一条“位置—时间曲线”。B型超声：二维超声D型超声：分为频谱多普勒、彩色多普勒、彩色血流能量图71A型Amplitude，幅度调制式简单，一条扫描线显示反射界面反映相邻组织的声阻抗差异仅提供深度信息眼科常用A型超声示意图距离振幅A型超声实例73Ａ型超声诊断仪A型超声波诊断仪是幅度调制（amplitudemodulatedmode）的简称。A型显示是超声技术应用于医学诊断中最早、最基本的方式。它主要适用于检查肝、胆、脾、眼及脑等简单解剖结构，测量线度以及获得回波幅度的大小和形状，通过分析回波幅度的分布以获得组织的特征信息74Ａ型超声诊断仪幅度显示，即回波信号加到示波管垂直偏转板上，显示的是波形幅值的大小，其幅度的高低表示信号的强弱水平方向信号是回波到达的时间，代表着探测深度。是以波形来显示组织特征的方法，主要用于测量器官的径线，以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性，如实质性、液体或是气体是否存在等75Ａ型超声诊断仪Ａ超原理ProbeTransmitterReceiver7677A超78Ｍ型超声诊断仪M超由心电、心音、心搏和M型的多参数同步显示的超声心动仪器。重要由同步控制电路、水平（X轴）扫描发生器、高频脉冲发生器、回波接收电路、生理参数通道和显示器等部分组成。79Ｍ型超声诊断仪实现亮度显示M超采用亮度显示，回波信号加到示波管的栅极或阴极上，及控制电子束的强弱，信号强时屏上显示光点亮，信号弱时光点就弱。位移—时间曲线M超中反映探测深度的扫描信号是加在垂直偏转上，光点在垂直方向上的距离代表探测深度。在水平偏转板上施加慢扫描电压，使上下摆动的光点随时间横向展开，即水平方向代表时间，由此得出一条位移---时间曲线。时间—电压转换电路M超与A超相比，多出的最主要部分是慢扫描电路。当回声信号加在Z轴以后，深度扫描电路将输出一个表示距离的锯齿波，加在显示器Z轴偏转板上，则显示屏上显示出一条按距离分布的光点群。这时慢扫描电路产生的时间扫描电压同时加在了Y轴上，因此在双重扫描电压作用下，扫描回声信息线被时间扫描分离，当重复频率足够高时，每给固定的目标的界面就显示成一条连续变化的曲线光迹。曲线的幅度表示反射界面在运动中所通过的距离大小，而曲线的斜率则表示反射界面运动速度的大小。当探头的声束通过心脏时，就可得心脏内各层组织的反射面对于探头表面的距离（即到体表的距离）随时间变化的曲线（回波光迹），这就是所谓的超声心动图。80Ｍ型超声诊断仪是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于检查心脏的活动情况，其曲线的动态改变称为超声心动图，可以用来观察心脏各层结构的位置、活动状态、结构的状况等，多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。81Ｍ型超声诊断仪ProbeTransmitterReceiver时间扫描距离，回波用亮度区分表示8283M模式

从线性B模式数据重建。M模式取样线可自由校正，最多3条取样线。

全方位

M模式观察受限取样线不能进行角度矫正检查费时传统M型局限性取样线可360度旋转----全新的观察方式直线解剖M型舒适操作85超声的成像方式B型Brightness，辉度调制式复杂，多条扫描线回波信号强度决定显示器的光点亮度显示切面图像Y轴：深度X轴：位置最大扫查深度×扫描线数×帧频

1/2声速扫描线数×帧频＝脉冲重复频率86Ｂ型超声诊断仪B型超声诊断仪简称B超,是在A超基础上发展起来的

工作原理与A超基本相同，也是利用脉冲回波成像技术。它的基本构成也是由探头、发射电路、接收电路和显示系统组成。所不同的是：B超将A超的幅度调制显示改为亮度调制显示B超的时基深度扫描时加在显示器垂直方向上，并使声束扫查受检体的过程与在显示器水平方向上的位移扫描相对应在回波信号处理与图象处理各环节上，大部分的B超都应用了专门的数字计算机控制数字信号的存储与处理以及整个成像系统的运行，使图象质量大为提高。87Ｂ型超声波诊断仪B超原理扫描方向屏幕显示88Ｂ型超声波诊断仪临床诊断中的应用范围

B型实时成像仪用于诊断的依据是断层图像的特征，主要由图像形态、辉度、内部结构、边界回声、回声总体、脏器后方情况以及周围组织表现等，它在临床医学方面应用十分广泛。妇产科可以显示胎头、胎体、胎位、胎心、胎盘、宫外孕、死胎、葡萄胎、无脑儿、盆腔肿块等，也可以根据胎头的大小估计妊娠周数。人体内部脏器的轮廓及其内部结构如肝、胆、脾、肾、胰和膀胱等外形及其内部结构；区分肿块的性质，如浸润性病变往往无边界回声或边缘不气，若肿块有膜时其边界有回声且显示平滑；也可显示动态器官，如心脏瓣膜的运动情况等。表浅器官内部组织眼睛、甲状腺、乳房等内部结构的探查和测量。89Ｂ型超声诊断仪从1952年用B型超声成像仪对肝脏标本显像以来，经过10年的不断发展，第一代单探头慢扫描B型断层显像仪在临床上开始应用。70年代又相继出现了第二代快速机械扫描和高速实时多探头电子扫描超声断层显像仪。80年代，以计算机图像处理为主导的自动化、定量化程度更高的第四代超声显像仪步入了应用阶段。当前超声诊断正向着专门化、智能化发展。超声断层显像仪在近20年中发展非常迅速，几乎年年都有更先进的仪器投入临床应用。因此它种类繁多，不同用途的仪器结构也各异，仪器的性能也日益提高，加上各种辅助测量软件，已经成为一种重要的医学诊断手段。90

B超声成像探头发射接收控制信号处理肝脏B超心脏B超93关于多普勒由于声源或者光源与观察者之间出现相对运动，使声波或者光波的频率发生变化的现象，称为多普勒效应多普勒（ChristianJohannDoppler1803-1853)，奥地利物理学家，1842年发表天体红移现象的论文，将因运动产生的频率变化现象命名为多普勒效应五十年代日本学者里村茂夫等开始用超声多普勒研究临床检查心脏和血流1966年诞生第一个脉冲多普勒仪94生活中的多普勒效应多普勒效应示意图声源目标96多普勒原理cvcvfd为多普勒频移频谱分析所对应的就是相应速度的血细胞的多少，某一个速度的血细胞越多，产生的某一个频率的信号能量就越强，这样就所计算的功率谱就越大。98超声多普勒Probeθf探头发射又接收，往返各发生了一次多普勒效应，因此频移是原来的二倍调整探头与声束之间的夹角100超声的成像方式多普勒效应脉冲多普勒脉冲宽度:1-3µs；脉冲间隔:200-900µs距离分辨率很好连续多普勒反射连续不断的声波信号速度分辨率很高fd

=2vcosθcf0101多普勒超声诊断仪

根据多普勒效应制成的超声诊断仪称为多普勒超声诊断仪（D型超声诊断仪）。它在医学临床诊断学中用于心脏、血管、血流和胎儿心率等诊断。超声多普勒仪种类繁多，根据显示方式的不同，可把它大致分为两类频谱多普勒仪频谱多普勒根据产生信号的方式不同有分为连续性频谱多普勒和脉冲型多普勒超声多普勒显像仪超声多普勒显像仪包括超声多普勒血管显像仪和彩色多普勒血流显像仪102超声的成像方式彩色多普勒在黑白的二维图像上叠加彩色信息自相关技术得到所有红细胞的平均速度彩色编码技术彩色显示器红色：迎向探头；蓝色：背离探头绿色：血流的湍流程度血流速度与彩色的亮度成正比彩色显示通常将朝向超声探头方向流来的血流用红色表示，离超声探头远去的血流用蓝色表示。通过改变表示方向的红色或蓝色显示的辉度（彩色的深浅）来表示速度的大小，即流速越快的血流色彩也就越明亮。当出现湍流时（血流分散），血流方向不一致，则以红、蓝混合的杂乱彩色或以绿色表示，并根据血流紊乱程度，来改变其亮度105关于血流多普勒人体血流多普勒的范围人体内血流速度从几十cm/s到几m/s，超声使用频率为3MHz到5MHz，fd一般为几百到几千Hz，多普勒血流声就是频移的声音低频多普勒信号心壁、腱索、瓣膜和血管壁等产生低频的多普勒信号，影响对血流的检测，使用低频滤波。血管中血流速度的分布血管轴心速度最大，血管壁最慢，其间速度均不相同106超声多普勒血流频谱分析探头返回的血流信号是一个不同频率混合的复杂信号，通过频谱分析才能得到血流速度、性质等判断频谱分析通过微处理器实现FFT，即快速傅立叶变换107超声多普勒血流频谱分析可以得到心动周期上任一时刻的血流速度可以辨别血流方向，有无返流判别血流的性质，层流还是湍流可以得到动脉射血时间长短，血流上升和下降的快慢，从而估计心脏功能正常还是不正常108血流多普勒频谱时间

频率或速度

窄的频谱表示大多数红细胞以相同的速度移动宽的频谱表示大多数红细胞以不同的速度移动109多普勒的类型CW(连续波多普勒)具有测量高速血流的能力无距离选通能力PW(脉冲多普勒)可定位诊断测速度受脉冲重复频率的限制HPRF(高脉冲重复频率多普勒)连续波多普勒连续多普勒采用不同的晶片分别来发射和接收超声波。112连续波多普勒使用双晶片探头连续发射和接收超声脉冲，可测量大于7m/s的血流速度脉冲多普勒脉冲多普勒系统则是采用一个换能器按一定周期发射和接收超声波，而且是发射窄脉冲超声波的一种多普勒系统114脉冲多普勒115116关于脉冲多普勒脉冲多普勒的脉冲频率每秒钟探头发出的脉冲波的个数脉冲重复频率每秒钟探头发出脉冲群的次数，也称做取样频率脉冲频率一般为几MHz，脉冲重复频率一般为几KHz117关于脉冲多普勒根据取样定理，脉冲重复频率必须大于多谱勒频移的两倍才能准确显示频移的方向和大小脉冲重复频率的1/2称为奈奎斯特频率极限（Nyquist

FrequenceyLimit)多普勒频移超过极限将出现频率倒错118奈奎斯特极限.轮子规则转动.如果取样频率周期是转动周期的四分之一，看到轮子顺时针转动如果去量频率周期大于转动周期的一半，将看到轮子反向旋转

Nyquistlimit:DFmax=PRF/2如果取样频率周期是转动周期的一半，将无法判断轮子转动方向尼奎斯特频率极限为了准确显示频移大小和方向，根据采样定理，脉重复频率（PRF）必须大于多普勒频移（fd）的两倍，即：PRF＞2fd,或写成fd＜1/2PRF1/2PRF

称为尼奎斯特频率极限(Nyqusitfrequencylimit),如果多普勒频移(或换算成血流速度)超过这一极限,脉冲多普勒所测量的频率改变就会出现大小和方向伪差,即频率失真(frequencyaliasing),或称为频谱混叠.当血流速度超过峰值限度,即超过尼奎斯特极限时,峰部分被削顶，而剔除的部分转移到另一方向频谱图底线上显示。这一现象即称为混叠。意指剔除的频谱与另一方向真实频谱的叠加扰乱了频谱图。121脉冲多普勒频率倒错纠正122频率混叠=折返现象（Aliasing）123频率混叠=折返现象（Aliasing）频率混叠最大频移=2PRFPRF:脉冲波重复频率

最大RF=2LC

C:声速L:诊断距离124高脉冲重复频率多普勒第三个脉冲群第一个脉冲群第二个脉冲群125CW和PW的比较优势劣势CW无频率倒错高灵敏度无速度限制测量血流速度能力强不能测量深度不能区分多个血管PW可测量范围信息可区分不同血管高灵敏度频率倒错PRF限制测量血流速度能力差HPRF可以克服频率倒错某些情况下不能区别不同血管，并且灵敏度低126多普勒超声诊断

可确定血管是否通畅、管腔有否狭窄、闭塞以及病变部位新一代的D型超声波还能定量地测定管腔内血液的流量又发展了彩色编码多普勒系统，可在超声心动图解剖标志的指示下，以不同颜色显示血流的方向，色泽的深浅代表血流的流速127多普勒效应是什么多普勒效应：声发射器与接受器之间存在相对运动时，接受频率与发射频率间会出现频率差，即频移。多普勒成像分类：

连续波多普勒(CW)脉冲波多普勒(PW)高脉冲多普勒(HPRF)

二维彩色多普勒（CDFI）

128连续波多普勒连续波多普勒：探头连续发射和接收超声波，沿超声束不同深度出现的多普勒频移均被接收、分析、和显示出来。

优点：可测高速血流

缺点：不可定位129连续波多普勒一组阵元连续发射恒定不变的超声波另一组阵元连续接收其反射波)))))))))))))))(((((((((((((((130脉冲波多普勒脉冲波多普勒：采用单组阵元发射脉冲波,并于脉冲间期接收回波。优点：可准确定位缺点：受PRF限制，不能测高速血流131高频脉冲多普勒高频脉冲多普勒：

是在脉冲多普勒基础上的改进，界于脉冲多普勒和连续多普勒间。提高了检测高速血流的能力，但降低了距离分辨力。132高频脉冲多普勒

)))))))))133多普勒频谱多普勒模式PWHPRFCWHPRF:高脉冲重复频率134二维彩色多普勒（CDFI）

以一组阵元发射脉冲波，并于发射间期对某一特定的较大范围的多普勒信息处理计算得出运动物体的速度、方向及离散度三方面的信息同时将这些信息以彩色编码的方法叠加在二维灰阶图象上。135二维彩色多普勒（CDFI）彩色编码原则：

方向：红色

蓝色

速度：辉度

136速度范围（VelocityRange=PRF)速度范围(VelRange)∝重复频率(PRF)19.9cm/sec19.9厘米/秒53.1cm/sec53.1厘米/秒PRF:低PRF:高137彩色滤波器怎么消除低速度的其他流动成分滤波器：低强度频率杂波血流滤波器：高强度频率为了获得良好的彩色多谱勒图像的参数138彩色多普勒使用高速相控阵探头进行平面扫描，提取的信号一部分形成Ｂ超图象，另一部分用于多普勒血流显像彩色多普勒为二维显像，信号经多点取样以及自相关处理后进行彩色编码彩色多普勒叠加在Ｂ型黑白图象上，可以直观地观察血流的情况彩色显示主要模式有如下几种彩色多普勒血流图(CDI)(彩色血流、彩色透视、彩色余辉、彩色捕捉)

彩色多普勒能量图(CDE)

彩色多普勒方向性能量图(DCA)

彩色多普勒组织成像图（TDI)滤波器的性能高通滤波可截止起点高的频率，将低速血流频率滤去或除去来自胸腔等不必要的信号,用以显示高速血流，免受低速血流干扰低通滤波，截止起点频率较低，用以显示较低速血流一个实际的彩色血流显像系统都精心设置高性能的MTI滤波器。如果滤波器的性能不佳，就会显现其它成分（如心壁、瓣膜等）信号，或出现整个图像带红色或兰色的伪象141彩色血流编码0123123126127127126128128MaximalVelocityMaximalVelocityFlowtowardthetransducerFlowawayfromthetransducer正红负蓝或者正蓝负红142彩色多普勒143超声的成像方式Power/Energy1993年多普勒信号的能量曲线多普勒信号幅度的平方AUC：取样容积内的RBC多普勒散射能量的总和入射角可改变曲线形态，但AUC不变彩色编码技术在黑白的二维图像上叠加彩色信息144超声的成像方式Power/Energy优势噪音背景弱DR提高10－15dBS/N增加，敏感性增加相对角度非依赖性适用于检测低速血流连续显示迂曲的细小血管分布器官和肿瘤的血供145超声的成像方式Power/Energy劣势对组织运动过于敏感，闪烁明显无定量手段临床应用肾脏妇产科胎儿和幼儿小器官，软组织，肿瘤，肌肉的血供146能量多普勒彩色多普勒能量图法：简称CDE（ColorDopplerenergy），是采取多普勒信号的强度与范围，能量也即信号振幅的大小来进行成像的方法，故称能量图法。信号彩色的亮度代表了多普勒能量的大小．CDE只反映红细胞之多少，有的新型仪器也可显示血流的方向。对心血管及各脏器、肿瘤内血管的检测甚为灵敏。应用计算机储存CDE信息，即可三维重建，而成彩色多普勒三维能量图147彩色血流能量图(PowerFlow)彩色血流能量图显示多谱勒信号的总强度。能量强度速度0-最大速度

V.+最大速度V.血流能量图

（彩色多谱勒)平均速度148彩色能量多普勒Frequency/VelocityAmplitudeSignalfromtissueSignalfromblood血液．组织鉴别器传统墙式滤波器Frequency/VelocityAmplitudeSignalfromtissueSignalfromblood149彩色能量多普勒信号彩色和亮度代表多普勒能量大小，无角度依赖性显示的信号动态范围宽．对人体不同速度不同流量的血管均可以清晰显现和其他超声技术的联合使用可以极大地发挥超声诊断的功能彩色血流显示方式速度—方差显示（V~T）

显示血流速度及方向，同时显示湍流（变化程度）多用于心脏高速血流检查：速度显示（V）

显示血流速度及方向，彩色（色调）表示方向，颜色的饱和度表示平均速度范围。用于腹部及低速血流检查方差显示（T）

显示血流分散，彩色的饱和度显示湍流的大小，彩色（色调）表示血流存在率乱。用于高速湍流血流能量显示（P）

用彩色的饱和度显示血流能量强度，多用于低速血流检查。

151彩色血流能量图彩色血流能量图的特点*无混叠现象*无血流的速度和方向信息*角度依赖性小*灵敏度高-提高信噪比-提高慢速度血流的灵敏度速度图速度方差图能量图方向能量图提高彩色显示帧频

确保高帧数的几种方法是缩短诊查部位距离：超声波发射出来并反射回去的时间也就缩短，从而能提高帧数。缩小扫描角度：缩小扫描角度到30度，效果相当显著。通过角度变化可提高帧数。提高彩色运算装置的性能，采用多相位同步接收处理的新技术可以大大提高帧速率。对于血流成像，有数种医用多谱勒成像技术，如：彩色多谱勒、能量多谱勒、脉冲多谱勒、连续多谱勒。COLORSPECTRUMColorFlowMappingPowerDopplerPulsedWaveDopplerContinuousWaveDopplerDopplerEffect

医用多谱勒超声技术彩色多谱勒与能量多谱勒将心脏运动速度在二维图上通过彩色加权方式显示出来，借助于QSP技术，实现高帧频TDI成像，实时显示心肌各部位运动状况，鉴别因心肌梗塞导致的心肌运动异常。组织多普勒成像–TDI选配组织多谱勒（TissueDopplerImage,TDI）TDI是评价室壁运动的强有力技术，直观的显示了室壁的运动速度和方向。原理：以彩色血流多谱勒为基础（能量组织多谱勒是以彩色能量多谱勒为基础），通过滤波和域值设置显示高振幅和低速度的心肌组织运动信号.而高速度、低振幅血流信号不能显示。

红/黄色表示朝向探头，兰/亮兰色表示背离探头。能量TDI用红/黄表示运动的强度。

TDI显示方式：1、速度和方向模式显示：用于因异常传导引起的局部室壁运动异常2、速度分布模式显示：用于由于局部缺血性心脏病引起的室壁运动减低和室壁变薄。3、能量图显示：角度依赖小。应用模式：可应用于B型、M型和D型。以上三种模式时均可进行测量，包括心肌组织某点的速度，局部心肌组织的平均速度，心肌厚度及其变化，并可显示速度剖面图。

TDI（四）临床应用：

1、定量评价心肌运动

2、检测和判断梗塞部位

3、观察心内膜和心外膜不同的运动速度

4、观察心肌厚度的变化组织多谱勒测量B-TDIM-TDI组织多谱勒测量POWERTDITDI的能量图显示类似于彩色能量图。红/黄（或另外的彩色能量图编码）表示运动的强度，无角度依赖。SYSTOLEDIASTOLE

TDI的彩色多谱勒显示类似于传统的彩色多谱勒。红/黄颜色显示朝向探头运动，兰色/亮兰表示运动背离探头。DIASTOLESYSTOLETDITDIM-MODELVIVSPWECGInTDI,显示高振幅和低速度的心肌组织运动信号.而高速度、低振幅血流信号不能显示

这是通过滤波和域值设置达到的。TDITISSUEBLOOD

INTFREQTDI速度和方向显示速度分布显示彩色编码167超声造影（ultrasoniccontrast）

是利用造影剂使后散射回声增强，明显提高超声诊断的分辨力、敏感性和特异性的技术仪器性能的改进和新型声学造影剂的出现超声造影已能有效的增强心肌、肝、肾、脑等实质性器官的二维超声影像和血流多普勒信号反映和观察正常组织和病变组织的血流灌注情况168超声造影原理

血细胞的散射回声强度比软组织低1000－10000倍，在二维图表现为“无回声“对于心腔内内膜或大血管的边界通常容易识别但由于混响存在和分辨力的限制，有时心内膜显示模糊，无法显示小血管超声造影是通过造影剂来增强血液的背向散射，使血流清楚显示，从而达到对某些疾病进行鉴别诊断目的的一种技术由于在血液中的造影剂回声比心壁更均匀，而且造影剂是随血液流动的，不易产生伪像169超声造影技术

超声造影技术除了常规的造影谐波成像外，还有间歇式超声成像、能量对比谐波成像、反脉冲谐波成像、受激声波发射成像、低机械指数成像、造影剂爆破成像等方法无论采用何种方法，对一台能进行造影的超声设备必须具有足够的带宽、高动态范围，能够提供充分的参数，如：造影时间、MI和声强，及实时动态硬盘存储功能等。170超声造影技术造影剂爆破成像法使用第一代造影剂时，为了观察造影剂在血管脏器和组织中的分布信息，通常采用爆破微泡的方式，以获取丰富的谐波。通过心电波触发进行爆破对比谐波成像，可以获取心肌灌注图像;而在肝脏等腹部脏器时，则使用手动触发，来获取造影剂对肿瘤灌注的时相图像。低机械指数成像当采用发射的超声，其机械指数MI低于0.15时，称为低机械指数。采用这种低于微泡被击破时的能量的超声波进行的造影称为低机械指数造影。这种方法可以实现血流连续谐波成像，也能减少组织谐波的干扰。该技术使用第二代造影剂。171超声波诊断仪的弱点分辨率低距离或面积测量的精确度受限制图像质量因被检查者的不同而有变化打出好的图像必须具有一定的技术相对值的图像化，使鉴别诊断困难172DBF的优点延迟精度高加算精度高加算系统的杂波少延迟量的可变幅度大像素聚焦(数字化连续跟踪聚焦)也可以做加算以外的处理旁瓣缩减因为独立(离散)地处理数据、可以同时组成

多重的声束多重声束处理173DBF的弱点动态范围窄

为了提高动态范围、需要大bit数的高速ADC成本高

制造探头的高频有限制数字式声束形成器数字式全程动态聚焦:发射声束聚焦≥8段，接收连续动态聚焦（每个像素即一个焦点）。数字式可变孔径及动态变迹：改善声束主瓣与副瓣的相对大小，抑制副瓣（旁瓣），消除副瓣伪象发射声波：改变阵孔径上各阵元的激励电压；接收声波：改变各阵元信号相加前的加权系数。数字声束形成物理通道,接收信号通道≥256通道A/D≥12bit多倍信号并行处理，超声信号动态范围≥120dB由于微电子技术迅速发展，数字波束形成器可集成为

一个可独立灵活使用的模块。DBF

可以采用不同聚集；

保证获取信号的准确性和系统的稳定性；

为获取宽带、高动态范围的信息提供必要的条件；

有利于系统的小型化。宽频探头和宽频技术监视器177监视器隔行扫描TV监视器逐行扫描TV监视器可分为：178隔行扫描

非隔行扫描显示

非隔行=高分辨力,无闪烁显示135791124681012单数线

双数线非隔行扫描135791124681012所有线

179隔行扫描逐行扫描

逐行扫描显示

逐行=高分辨力,无闪烁显示180逐行扫描实现一倍密度的显示

非隔行扫描隔行扫描细腻和无闪烁的图像181

发射传统发射发射波中的二次谐波成分基波成分二次谐波成分发射波中无二次谐波成分基波成分二次谐波成分发射波中的二次谐波成分产生的噪音组织产生的二次谐波成分谐波图像发射波中无二次谐波成分获取纯净谐波图像组织产生的二次谐波成分谐波图像传统发射波形式

发射波形式二次谐波探测谐波能量的非线性改变超波在弹性介质中传播时，不仅产生谐波频率，而且谐波频率能量随传播距离而呈非线性改变。在近场表浅处，超声波仅由基波频率组成。但传播后，能量会在二次谐波频率处产生。

其基波强度随传播距离而减少，但谐波强度呈非线性改变。在表浅处谐波能量较低，采用谐波成像，可克眼来原于腹壁和接近腹壁的反射和散射的基波伪象，而传播数厘米后，谐波能量明显增加，产生具有一定强度的谐波频率。二次谐波的接收二次谐波接收是提取2f0的谐波回声信号，包括自然组织与造影剂的谐波信号消除近场混响声束在表浅组织内表层与肋骨之间产生混响,对图像显示常出现模糊雾状改变。因此时，尚未形成明显的谐波能量，这些混响是由基波频率的能量形成，当声束穿过表浅层进入组织后，谐波信号能量明显。在接收时，消除基波后，二次谐波成像使紊乱和模糊影像被消除，得到了更为清晰的图像。用二次谐波成分成像基波（发射)能量频率超声强度Depth基波二次谐波二次谐波（接收）三次谐波四次谐波.谐波成像谐波成像消除基波形成的伪像组织谐波图像普通图像传统的B模式发射PHD影像发射f谐波检测技术无信号失真的基波发射无信号失真的基波发射可获取纯净

谐波图像传统谐波图像基波图像谐波检测技术transducerbandwidthfrequencytransducerbandwidthfrequencyf2fTRANSMISSIONRECEPTIONCONVENTIONALTISSUEHARMONICIMAGING传统谐波成像通过提取的二次谐波信号进行成像可显著提升图像的对比分辨率，但降低空间分辨率及其穿透力传统谐波成像相位增强谐波技术传统的谐波成像是利用滤波器将回波中的基波成份消除，保留谐波成份。由于回波中基波成份远强于谐波成份，通过滤波很难将基波完全消除，影响谐波成像的质量。利用相位抵消技术，获得增强的更为纯净的谐波相位增强谐波技术相位增强谐波技术采用了多路电压控制发射波形，使得相位增强谐波技术有可能实现。相位增强谐波技术是指在同一位置发射两次，两次发射波形完全相反(即相位相反)，把两次发射得到回波相加，用相加之和进行成像的技术。由于发射波形相位相反，两次发射得到的回波中的基波成份相位会完全相反，将两次回波直接相加，基波成份将被基本抵消，而谐波由于是传播的非线性特性引起的，不但不会被削弱，反而会得到加强。这样就得到了基本纯净的谐波。transducerbandwidthfrequencyf1TRANSMISSIONf2transducerbandwidthfrequencyf2-f1f2+f12f1RECEPTION2f2同时发射两个不同频率的基波使用低频基波的二次谐波信号2f1和谐波的差量信号f2-f1进行成像充分利用XBT探头带宽实现宽带的发射和接收差量谐波成像二次谐波的两种方式二次谐波的来源: 组织本身

组织谐波造影

观察组织(B模式显示)

造影剂二次谐波的来源:造影剂造影剂谐波造影

观察血流

(同D模式&血流模式)

)谐波成像195基波和谐波的对比基波纯净谐波196二次谐波可以去除旁瓣效应,增加图象的对比分辨率，特别是对空腔脏器效果尤佳。二次谐波是超声在组织传播过程中由于组织的非线性产生的。二次谐波的产生强度与组织的粘性、密度有直接的关系，所以对比分辨率可以得到显著的提高。空腔脏器如胆囊、膀胱、子宫内容物是液体，可以认为是无粘性的，这些液体不产生二次谐波回声，所以应用二次谐波后实质组织图像质量提升更为明显。梯形成像—TrapzoidImaging拓宽线阵探头远场扫查范围选配198

宽景成像宽景成像（LogiqView)显示脐疝199超声扫描的方式最早的是手动式扫查，有点像原来的三维重建需要手动采集图像然后形成二维图像，然后发展为机械驱动的矩形扫查，然后是机械扇形扫查，后来又发展出复合扫查，也就是手动加机械常规的超声探头扫查诊断时，医生可实时观察到探头所在体表切面的图像然后通过不断地移动探头，观察周围较大器官的组织结构，并选择保存若干典型切面，并依据切面上解剖结构的回声性状进行诊断。不足是，常规超声探头的空间尺寸较小，医生只能观察到当前探头所在体表处切面的图像，当探头移动时，新的切面图像代替了先前位置的图像。这样当观察面积较大的解剖结构时，探头在扫查过程中，医生只能在头脑中将系列的图像拼接起来，以获得对整个解剖结构及其周边组织的整体认识。超声宽景成像利用计算机数字图像配准和拼接的技术将探头移动实时获取的一系列切面二维图像拼接为连续的切面图像,用于对整体组织结构的观察和测量。它代替了医生在大脑中的图像拼接过程。使用宽景成像技术，医生即可直接观察整个扫查区域的全景结果也可反复观察扫查和拼接的过程。对拼接后的图像，还可进行放大、缩小、旋转、增强和拼接过程回放等后期处理。超宽视野成像PanoramicView超宽视野成像操作简便为临床诊断提供了一个全新的视角诊断较大病变以及病变与周围组织间的关系具有非常重要的临床诊断意义选配203线阵扫描

205线阵探头电子线性扫描以线列阵换能器为基础，由电子开关或全数字系统控制顺序扫查来实现的。将若干个阵元编为一组，按照一定的顺序依次进行发射和接收信号在某些线性扫查方式中，同一条声束其参与发射和接收的阵元可略有差别。依据声束扫查方式，可分为常规扫查、隔行扫查、飞越扫查、半步距扫查和微扇角扫查等。207扇形扫描

209扇形探头凸面扇形扫描采用凸面多阵元换能器，其电路完全采用电子线性扫描的电路系统。相对于相控阵扇形扫描,扩大了近场声束的扫描范围。凸面扇形扫描常与电子线性系统复合，即同一套仪器系统分别配接线阵换能器和凸面阵元换能器，在不同的操作方式下，可分别获得线性图像和凸面扇形图像。动态频率扫描技术频率对超声分辨率与穿透力的影响是互相矛盾的。解决办法：•给B超设备配不同频率的探头，以供探查不同部位时选用。•采用动态频率扫描技术，对浅部组织用高频段，随着深度增加频率逐渐下降。动态频率扫描技术＝多频同时发射＋可变带通滤波＋多层匹配探头211电子相控阵探头电子式和机械式超声束的扫查是通过电子线路来控制不同的晶片按顺序发射超声波。相控阵扇形扫描采用尺寸较小的多阵元换能器，使声束容易通过胸部肋骨间小窗口入射到体内后作扇形扫描，达到探测整个心脏的目的。1.相控发射相邻阵元按一定时间差τ被同一激励源激励，或被有相同相位差δ的激励源激励，合成波束与阵列的法线形成夹角θ。θ角随着τ或δ的变化而变化。相控阵超声诊断仪常通过τ的切换，使扫描声束在±45°范围内扫查。2.相控接收回波信号到达多阵元换能器各晶片的时间有差异。这个时差与超声波的传播速度和目标物与阵元的空间相对位置有关。如果能准确地按时差对各晶片接收到的回波信号进行时差补偿，并且将其叠加在一起，就能获得目标物空间位置的信息。这种方法就叫“相控”接收。电子聚焦为了使相控偏转后的声束聚焦，相邻阵元激发延迟时间应由偏转延迟和聚焦延迟两部分组成。等时差偏转延迟确定声束方向，而聚焦延迟量所决定的曲率与声速一起确定聚焦距离。216机械扇扫机械扇形扫描1.多晶片转动扇形扫描三个相同的换能器压电晶片呈120o间隔角度交替工作。2.单晶片摆动扇形扫描换能器在摆动轴的带动下做往复运动，扫描角度与换能器摆动角度相同。3.反射镜摆动扇形扫描发射换能器固定不动，以PRF发射超声脉冲，经反射镜反射后进入人体。反射镜来回摆动，即形成扇形扫描声束。218

聚焦聚集的声波晶片219

变角:电子扇形扫描方向根据各晶片的发射时间而变化晶片220

波束成像Beam:

波束电子扫描方式:控制发射/接收信号时合成各晶片的声波

声波的方向波束的宽窄221

波束成像取代延迟线的数字化电路叫做ＤＢＦ发射部#１#２#ｎ接收部ADCADCADC延迟加算Digital

电路

通过clocksignal控制222.旁瓣的减低狭窄的波束理想的波束形状是什么?理想的波束一直以来的波束改进后的波束223

通道数物理通道数

线阵或凸阵探头可连接多少个阵子有效通道数

可连接的电子相控阵探头的振子数

线阵、凸阵探头发射接收时同时振动的阵子数处理通道数

加算处理后的最大可能控制通道数

最大可连接阵子数×MultiBeamProcessing数224

通道数阵子数同时振动27个阵子逐个按6个为一组发射/接收:共形成22根波束225

通道数阵子数同时振动同时振动阵子数越多,可得到大的开口如果增加阵子,视野就会扩大226重视通道数的理由想在远场也形成聚焦

需要扩大开口

需要增加同时振动阵子数想要减少旁瓣

把晶片的厚度及间隔切割得很细小

不增加同时振动晶片数无法确保开口的大小无法达到远场聚焦

扩大视野范围需要增加可连接阵子数227超声诊断仪的分辨率空间分辨率

纵向分辨率

横向分辨率

切片方向的分辨率对比度分辨率时间分辨率横波波在介质中传播时，介质质点振动方向和波的传播方向互相垂直的称为横波纵波波在介质中传播时，介质质点振动方向和波的传播方向相一致的称为纵波233纵向分辨率探头高频率声波低频率声波接收波目的物234

横向分辨率

高频声波低频声波目的物超声信号235

横向分辨率波束:

波束越细横向分辨率越高波束的宽窄由下述内容决定

频率

晶片的开口

聚焦

236

横向分辨率

近场

平面波

远场

球面波ＤＸθＤ2Ｘ＝４λ声压sinθ＝1.22λ／Ｄ237

横向分辨率(Focusing)如果加上了聚焦,则在焦点附近的波束会变得狭窄焦点附近的横向分辨率得到提高

聚焦点238横向分辨率的差别3.5MHzConvexSectorProbeConventionalSystem现在的机器以前的机器239

切片方向的分辨率

聚焦点硅透镜凹面晶片240

切片方向的分辨率241横向方向Array

DirectionStandardprobeHSTprobe切片方向ElevationDirectionHSTProbeConventional

ProbeStandardprobeHSTprobeHSTProbeConventional

Probe

横向·切片方向的波束特征242

切片方向的分辨率环状探头以外的进行切片方向的动态聚焦的方法1.5ＤArray２ＤArray切片方向243

切片方向的分辨率环状控阵探头能同时在横向·切片方向聚焦年轮状：

Annular244空间分辨率对比度分辨率时间分辨率分辨率245

对比度分辨率把不同组织反射波大小（很细微的差别）在图像上用不同辉度显示的能力

通过机器的对比度可以使得辉度的差别易显示出,但要求有不损坏显示的灰阶性(动态范围)显示组织差别的能力频率越高,后方散射波越强，散射体的差别易显示出246

为了提高对比度分辨率不仅仅提高频率，还需要采取减低旁瓣缩小波束的宽度等能产生漂亮波束的方法频带宽度影响散射波的强度二维图像的对比分辨力对比分辨力：图像的灰阶级数越多，其对比分辨力越好，常用的64级、256级灰阶。灰阶的级数与A/D的位数（bit）有关，位数越高（如10bit，12bit，…）灰阶级差（梯度）越小，愈能反映脏器细微回声的变化。248原来的DigitalSystem原来的

AnalogSystem处理后的对比度分辨率的差别二维图像的时间分辨力时间分辨力:

单位时间成像速度（即帧频率）越高，其时间分辨力越好，越能真实地反映运动脏器的瞬间变化情况,成像帧速率与接收通道的多倍信号处理有关。物理扫描通道:

在数字声束行成器中，每个阵元对应一个A/D和数字存储器及延迟线，即构成一个物理扫描通道,声束快速扫描，物理扫描通道也随着快速更换。数字声束扫描通道:

若发射一次超声后，接收回声可采用2~4组多倍信号并行处理技术（各有一微小角偏差），2~4组声束行成通道同时接收回声信号，这就是数字声束扫描通道。采用一发多收每帧线密度一定时，可以提高帧速率；当帧速率一定时，可以提高每帧的线密度。250时间分辨率：

帧频帧频就是每1秒钟的图像更新次数

(帧频)＝(成像时间)1秒(成像时间)＝(发射次数)×(发射重复周期)251DynamicFocusing(动态聚焦)改变曲率半径,则聚焦点发生了变化252DynamicFocusing(动态聚焦)使开口变窄,则聚焦范围扩大253DynamicFocusing(动态聚焦)255PIXESFOCUS数字化连续跟踪聚焦PixelFocusPixel

Focuson

ProSoundIdealvalueIdealDelay

TimeConventional6-point

DynamicFocusingConventionalDynamicFocusingDelaytime&BeamshapeProSoundPixelFocusTMFocalControlSpeed=320MHzConventionalDynamicFocusingFocalControlSpeed=1MHzPixelFocus像素聚焦

PixelFocus像素聚焦与传统动态聚焦的不同动态聚焦是在一个区域内的聚焦(16级)这样将导致区域和区域间有间隙像素聚焦的波束很细，能在整个图象区域以无间隙的方式聚焦

什么是像素聚焦采用高精度数字延时器在整个图象区域内实现像素级的聚焦

像素聚焦的效果以很细的波束实现良好的横向分辨率ProSoundPixelFocusTMFocalControlSpeed=320MHzConventionalDynamicFocusingFocalControlSpeed=1MHzA/D（模拟/数字）转换器由它决定图像灰阶的级数比如如果只有1位，则只能表示0和1，那么就只有黑白两种，而如果有8位也就是一个字节，就能表示256级灰度了259理想值12bits10bits8bits256steps1024steps4096stepsIntensityofSignalNumberofthechannelsDynamicRange(ｄB).12bitADC10butADC10dB的差异由于采用12bit模拟数字转换器实现

10dB大的动态范围10bitADC259bit的模数转换器

(广阔的动态范围)26012bit的模数转换器比10bit模数转换器多3072阶信息信号强度理想的图像以前的数字

10bits:1024档新的数字

12bits:4096档

DBF:数字波束形成器1bit:2steps,2bits:4steps,3bits:8steps,4bits:16steps,5bits:32steps,......,10bits:1024steps,11bits:2048steps,12bits:4096steps不同位数的A/D转换器具有不同的灰阶分辨率12bit数字波束成像能够提供优异的空间分辨率和灰阶分辨率加权发射技术通过特殊的加权发射模式对探头发射阵列中的阵元施加不同的能量激励脉冲从而克服近场小声源的相互干涉，增强主瓣，抑制旁瓣，充分减少伪像263SingleBeamProcessingMultiBeamProcessingMultiBeamProcessing（双倍接收处理技术）从2个方向同时接收信号优点提高帧频提高分辨率大范围扫描/FlowArea四倍信号处理技术对4个相位同时接受回声信号，可提高帧频率：90°显示视角，可达79帧/s，45°显示视角，可达158帧/s；彩色血流显示帧速率可提高3倍，即提高时间分辨力多倍信号并行处理技术每发射一次超声波后，同时接收多个方向的回声信号，并进行高速运算处理，有效地提高时间分辨率FasterFrameRate(B/W)

(Condition:SameResolution,SameScanArea)MultiBeamProcessing17Frame/sec.SingleBeamProcessing

8Frame/sec.FasterFrameRate(Color)

(Condition:SameResolution,SameFlowArea)MultiBeamProcessing22Frame/sec.SingleBeamProcessing

18Frame/sec.ProSound8Fr/s

17Fr/s

18Fr/s

22Fr/s